炼钢厂方坯连铸机工艺与装备分析

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　　摘要：本文主要介绍了河北钢铁集团邯钢三炼钢厂方坯连铸机所采用的工艺与装备，其紧凑的装备布置和合理的工艺流程极大地促进了连铸生产的优质和高效，对邯钢三炼钢厂生产经营的持续稳产高效具有重要意义。
　　关键词：方坯连铸机；装备；工艺技术
　　连续铸钢是指把高温钢水连续不断地浇铸成具有一定断面形状和一定规格尺寸铸坯的生产工艺过程，它与传统的“模铸-开坯”工艺相比，具有如下突出的优点：降耗、节省工序、缩短流程、提高金属收得率、生产过程机械化和自动化程度高、钢种增多、产品质量高等等，其中方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统“模铸-开坯”技术起到了决定性作用。
　　1.方坯连铸机工艺条件和主要性能参数
　　连铸机的参数是选择机型及机械设备设计的主要依据，是决定设备性能和规格的基本因素。
　　三炼钢厂现有冶炼条件如下：
　　转炉座数： 4座；
　　转炉公称容量:100t；
　　转炉平均出钢量： 115 t；
　　平均冶炼周期： 36~40 min；
　　LF钢包炉座数： 2座；
　　LF钢包炉处理周期： 36~40 min；
　　
　　方坯连铸机主要工艺参数见表1。
　　表1 方坯连铸机主要工艺参数
　　项目 参数或数值
　　机型 全弧型，连续矫直
　　连铸机台数 1台，8流
　　连铸机流间距 1350 mm
　　设计年产量 135 万t
　　方坯规格 铸坯断面尺寸：165×165mm；定尺长度： 6.0~12m
　　浇注钢种 碳素结构钢，优质碳素结构钢，低合金结构钢，弹簧钢
　　结晶器铜管长度 900mm
　　铸机半径 9m
　　冶金长度 25m
　　设计拉速范围 0.6~2.8 m/min
　　
　　2.方坯连铸机工艺流程
　　100t转炉冶炼的钢水，经精炼处理后，由钢水接受跨的起重机吊运到连铸机回转台上，经中间罐、结晶器、电动非正弦震动、二次气雾冷却、五辊连续矫直机、火焰切割机、移坯车送到冷床进行冷却。
　　3.方坯连铸机装备、工艺特点及采用的新技术
　　为了提高连铸机的装备水平，提高连铸板坯质量，提高拉速、生产率、金属收得率，降低生产成本，最大限度地发挥连铸机的节能特点，对连铸设备、连铸机关键技术及配套使用的优化、可靠性、维修性、可操作性、使用寿命等方面都提出了很高的要求。邯钢三炼钢厂的方坯连铸机采用了国内成熟、可靠、适用、先进的技术和装备，其工艺技术和装备由中冶连铸全面负责，部分关键部件从国外引进。
　　3.1 钢水罐回转台系统
　　蝶式钢水罐回转台，每臂承载能力200t，两臂可独立升降，同步电动旋转，事故液压旋转；配备钢水罐加盖装置；每臂上均安装有一套称量装置用于钢水罐称量。
　　3.2 中间罐系统
　　中间罐容量为26~30 t，工作液面深度不低于800mm，采用梯形中间罐，增加钢水在中间罐内的停留时间，便于夹杂物的上浮，同时防止钢包下渣污染。通过中间罐称重设施，监控中间罐钢水重量，稳定中间罐液面，中间罐升降装置便于采用内装式浸入式水口及水口区的操作。
　　当钢水从中论是普通的塞棒式水口还是滑动式水口都不能消除由钢水的二次氧化、飞溅间罐注入结晶器时，无和热量的散失等原因对铸坯质量的影响。国内外的实践证明，塞棒和浸入式水口结合使用，效果显著。采用塞棒和浸入式水口快速更换机构组合技术控制钢流，避免浇铸过程中因浸入式水口堵塞或折断而造成的浇铸中断以及塞棒异常时溢钢事故的发生，这样，有利于实现多炉连浇和提高铸机作业率。中间罐车采用全悬挂式，行走机构采用交流变频电机传动，为了便于中间罐水口的对中，设计了快、慢两种速度。电缆及液压管线装配在拖链上，拖链支承在平台的梁架上。
　　3.3 连铸机机型
　　连铸机的机型直接影响连铸坯的产量、质量、投资和效益。最早应用于工业生产的是立式连铸机，为了获得更高质量的铸坯，进一步提高连铸机的拉坯速度，连铸专家们相继开发出多种形式的连铸机，历经几十年的不断发展，至今已形成完整的机型型谱。传统连铸机主要有立式、立弯式、弧形式和水平连铸机等等。三炼钢的方坯连铸机采用的是全弧形，连续弯曲连续矫直连铸机。全弧形有利于结晶器内夹杂物和气泡的上浮，改善内弧皮下气泡及非金属夹杂物的富集，同时增加铸坯凝固末端的钢水静压力，有利于钢水的补缩，改善铸坯的内部质量。连续弯曲连续矫直技术，最大限度地降低铸坯总变形率，对改善铸坯质量，减少铸坯内裂效果显著。
　　3.4 结晶器
　　3.4.1 采用弧形管式结晶器。结晶器的铜板长度为900 mm，材质磷脱氧铜。外壳筒体和足辊间安装有外置式电磁搅拌设备，提高铸坯表面质量和内部质量[1]。
　　3.4.2 采用结晶器液面检测及塞棒自动控制技术，实现控制钢流量，恒定拉速浇铸操作，保证铸机生产的热态稳定性，提高铸坯质量与生产效率。
　　3.4.3 采用高效抛物线专用结晶器，满足不同合金钢铸坯的收缩特性，提高冷却效率高，降低拉坯阻力。
　　3.5 铸坯导向系统
　　3.5.1 导向段位于喷淋集管组与拉矫机之间，其主要作用是引导引锭杆进入结晶器并在浇铸时支承铸坯。
　　导向段主要由导向辊、支座、立辊、压辊及侧导板等组成。整个导向段上共设有4个导辊，最高处的导向辊可调节，以保证导向辊与引锭杆外弧相接触，使引锭杆顺利进入结晶器。
　　3.5.2 冷却系统：二次冷却为气雾冷却，冷却均匀实现铸坯弱冷制度。密排喷嘴布置，减小铸坯回温。二冷自动配水，提高铸坯的冷却均匀性，提高生产可靠性，改善铸坯质量。
　　3.6 自动化控制系统
　　连铸机自动化控制系统具有引锭杆、铸坯及设备运转的在线跟踪、检测、采集数据、控制等功能，实现全过程自动化控制，优化工艺参数，提高铸坯无缺陷率。
　　结束语：
　　河北钢铁集团邯钢三炼钢厂R9米八机八流方坯连铸机建成后，顺利投入生产，经过一段时间的生产，产量逐步提高并达到稳定。实践证明，其装备安全可靠，符合我国连铸技术装备的发展趋势；其工艺流程合理顺畅、先进适用，达到了低能耗、低成本、高效率生产优质方坯的目的。
　　参考文献：
　　[1]蔡开科.连续铸钢[M].北京：科学出版社,1990:236-237.
　　[2]蔡开科， 程士富.连续铸钢原理与工艺[M].北京：冶金工业出版社,2007.
　　[3]杨拉道.常规板坯连铸技术[M].北京：冶金工业出版社,2007.
　　[4]冯捷，史学红.连续铸钢生产[M].北京：冶金工业出版社,2003.
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
　　
　　

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